การวิเคราะห์โดยย่อเกี่ยวกับความต้องการวัสดุสำหรับการเคลือบแกนมอเตอร์

ในฐานะองค์ประกอบหลักสำหรับการแปลงพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า คุณสมบัติของวัสดุของแกนมอเตอร์จะกำหนดประสิทธิภาพของมอเตอร์ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ระดับเสียงรบกวน และ-ความน่าเชื่อถือในการดำเนินงานในระยะยาวโดยตรง ไม่ว่าจะใช้ในมอเตอร์หมุน ระบบขับเคลื่อนทางอุตสาหกรรม หรือเป็นโครงสร้างพื้นฐานสำหรับส่วนประกอบแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น แกนเหล็กรีเลย์และแกนแม่เหล็กไฟฟ้า การเลือกและคุณภาพการประมวลผลของวัสดุแกนเป็นสิ่งสำคัญเสมอในการออกแบบและการผลิตมอเตอร์

 

จากมุมมองทางวิศวกรรม ข้อกำหนดด้านคุณภาพหลักสำหรับวัสดุเคลือบแกนมอเตอร์นั้นมีความเข้มข้นในสามด้าน ได้แก่ ประสิทธิภาพทางแม่เหล็กไฟฟ้า ความสามารถในการแปรรูป และ-ความคุ้มค่า การสูญเสียธาตุเหล็กต่ำ การซึมผ่านของแม่เหล็กสูง และความสามารถในการปั๊มขึ้นรูปที่ดีมีความสำคัญอย่างยิ่ง

 

 

หนึ่งในตัวชี้วัดหลักของเหล็กแผ่นไฟฟ้าคือการสูญเสียแกนกลางภายใต้สภาวะความถี่และความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก การสูญเสียแกนหลักส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองส่วน: การสูญเสียฮิสเทรีซิสและการสูญเสียกระแสไหลวน

 

การสูญเสียฮิสเทรีซิสเกิดขึ้นจากการใช้พลังงานที่เกิดจากการดึงดูดซ้ำและการล้างอำนาจแม่เหล็กของวัสดุในสนามแม่เหล็กสลับ ขนาดมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุ ขนาดเกรน และโครงสร้างโดเมนแม่เหล็ก และมักจะวัดจากพื้นที่ลูปฮิสเทรีซิส เมล็ดข้าวที่ใหญ่ขึ้นและมีสิ่งเจือปนน้อยลงส่งผลให้สูญเสียฮิสเทรีซีสน้อยลง

 

ในทางกลับกัน การสูญเสียกระแสเอ็ดดี้มีสาเหตุจากกระแสเหนี่ยวนำภายในแกนเหล็กเนื่องจากฟลักซ์แม่เหล็กสลับ ซึ่งถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนในความต้านทานของวัสดุ ขนาดของมันมีความสัมพันธ์อย่างมากกับความต้านทานและความหนาของวัสดุ ความหนาที่น้อยลงและความต้านทานที่สูงขึ้นส่งผลให้การสูญเสียกระแสไหลวนลดลง ดังนั้น แผ่นเหล็กไฟฟ้าขนาดบาง-จึงมักใช้ในแกนมอเตอร์ และใช้การผสมเพื่อเพิ่มความต้านทานของวัสดุ

 

ในด้านพลังงาน- และการตอบสนอง-การใช้งานที่ละเอียดอ่อน เช่น แกนเหล็กแม่เหล็กอ่อนสำหรับรีเลย์ หรือแกนสำหรับรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า การควบคุมการสูญเสียธาตุเหล็กมีความสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อความเร็วและความเสถียรของการเชื่อมต่อของรีเลย์

 

 

ความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กสูงหมายความว่าพื้นที่หน้าตัดของวงจรแม่เหล็ก-สามารถลดลงได้ภายใต้สภาวะฟลักซ์แม่เหล็กเดียวกัน ซึ่งช่วยลดปริมาณทองแดงที่ใช้ในการขดลวดกระตุ้นและทำให้มอเตอร์มีขนาดเล็กลงและลดน้ำหนักได้ คุณลักษณะนี้มีความสำคัญไม่เพียงแต่ในมอเตอร์ขนาดกลางและขนาดใหญ่-เท่านั้น แต่ยังรวมถึงในแอคชูเอเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้าขนาดเล็กด้วย เช่น แกนคอยล์รีเลย์และแกนเหล็กบริสุทธิ์

 

นอกจากนี้วัสดุควรมีความแข็งปานกลาง ความเปราะบางที่มากเกินไปนำไปสู่การเจาะรอยแตกร้าว ในขณะที่ความนุ่มนวลที่มากเกินไปส่งผลให้มีครีบเพิ่มขึ้นและความเสถียรของมิติลดลง คุณภาพพื้นผิวต้องการให้เหล็กแผ่นเรียบ เรียบ และมีความหนาสม่ำเสมอเพื่อปรับปรุงปัจจัยการซ้อนและยืดอายุแม่พิมพ์ จากการปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าเหล็กแผ่นรีดเย็น-ไฟฟ้ามีความเหนือกว่าวัสดุรีดร้อน-อย่างมากในแง่ของความสม่ำเสมอในการปั๊มและอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานเจาะที่มีความแม่นยำ

 

 

แผ่นเหล็กซิลิคอนเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในแกนมอเตอร์ โดยพื้นฐานแล้ว มันเป็นเหล็กแผ่นบางที่เกิดขึ้นโดยการเติมซิลิคอนในสัดส่วนหนึ่งเข้ากับเมทริกซ์เหล็กแล้วจึงรีด ขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิต พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นเหล็กแผ่นซิลิกอนรีดร้อน-และเหล็กแผ่นซิลิกอนรีดเย็น- เหล็กแผ่นซิลิกอนรีดเย็น-ยังแบ่งออกเป็นเหล็กแผ่นซิลิกอนเชิงและเหล็กแผ่นซิลิกอนไม่-

 

เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางแม่เหล็กและลดความต้านทานต่อการเจาะ โดยทั่วไปแผ่นเหล็กซิลิคอนจะต้องผ่านการอบอ่อนหลังการรีดเพื่อขจัดความเครียดในการประมวลผลและทำให้โครงสร้างจุลภาคมีความเสถียร การรักษานี้ยังใช้ได้กับการปรับกระบวนการให้เหมาะสมในภายหลังของวัสดุเหล็กบริสุทธิ์แม่เหล็กอ่อน เช่น แกนเหล็ก DT4C และแกนเหล็กบริสุทธิ์ของช่างไฟฟ้า

 

 

1. การควบคุมปริมาณซิลิคอนและสิ่งสกปรก

ซิลิคอนเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของแผ่นเหล็กซิลิกอน เมื่อปริมาณซิลิคอนเพิ่มขึ้น ความต้านทานของวัสดุจะเพิ่มขึ้น การสูญเสียเหล็กจะลดลงอย่างมาก แต่ความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กจะลดลง ในขณะที่ความแข็งและความเปราะบางเพิ่มขึ้น ทำให้การรีดและการเจาะทำได้ยากขึ้น ดังนั้นในการใช้งานทางวิศวกรรม ปริมาณซิลิคอนมักจะถูกควบคุมต่ำกว่า 4.5% เพื่อให้สมดุลระหว่างคุณสมบัติทางแม่เหล็กและความสามารถในการแปรรูป

 

2. ความหนาของวัสดุ

การสูญเสียกระแสไหลวนเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความหนาของแผ่นเหล็ก ภายใต้ระบบวัสดุเดียวกัน แผ่นที่บางกว่าจะมีการสูญเสียแกนน้อยกว่า แต่เวลาในการผลิตเพิ่มขึ้น และปัจจัยการเรียงซ้อนอาจลดลง โดยทั่วไปแล้ว มอเตอร์ไฟฟ้าแบบทั่วไปจะใช้แผ่นเหล็กซิลิกอนหนา 0.5 มม.- ในขณะที่อุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่-ที่มีการควบคุมการสูญเสียที่สูงมากจะใช้แผ่นเหล็กขนาด 0.35 มม. หรือแม้แต่แผ่นที่บางกว่าด้วยซ้ำ

 

3. อิทธิพลของความเครียดในการประมวลผล

ความเค้นตกค้างจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในระหว่างการเจาะ การซ้อน หรือการม้วน ส่งผลให้คุณสมบัติทางแม่เหล็กลดลงและการสูญเสียธาตุเหล็กเพิ่มขึ้น โซนความเข้มข้นของความเครียดที่มีนัยสำคัญมักเกิดขึ้นใกล้กับส่วนที่เจาะ การหลอมสามารถขจัดความเครียดเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยฟื้นฟูคุณสมบัติทางแม่เหล็กของวัสดุให้ใกล้เคียงกับสถานะดั้งเดิม สำหรับเหล็กแผ่นซิลิคอนรีดเย็น-สมรรถนะสูง คุณสมบัติทางแม่เหล็กมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงความเค้นเป็นพิเศษ

 

4. ลักษณะการวางแนวของเกรน

เหล็กซิลิคอนเป็นวัสดุโพลีคริสตัลไลน์ลูกบาศก์ โดยแต่ละเม็ดมีทิศทางแม่เหล็กที่ง่ายหลายทิศทาง กระบวนการพิเศษสามารถทำให้การวางแนวของเกรนมีความสม่ำเสมอมากขึ้น ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการดึงดูดแม่เหล็กในทิศทางเฉพาะได้อย่างมาก แผ่นเหล็กซิลิคอนที่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กที่เหมาะสมที่สุดตามทิศทางการรีด เหมาะสำหรับการใช้งานฟลักซ์ทิศทางเดียว เช่น หม้อแปลงไฟฟ้า แผ่นเหล็กซิลิกอนที่ไม่เน้น-มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่สมดุลมากกว่าในทุกทิศทาง ทำให้เหมาะสำหรับแกนมอเตอร์ที่หมุนมากกว่า

 

นอกจากนี้ เหล็กแผ่นซิลิกอนเชิงคู่-ยังมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่ดีเยี่ยมในสองทิศทางที่ตั้งฉากกัน แต่กระบวนการผลิตมีความซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูง ซึ่งปัจจุบันจำกัดการใช้งานเฉพาะกับการใช้งานระดับไฮเอนด์-โดยเฉพาะ

 

 

แม้ว่าแกนมอเตอร์และแกนรีเลย์จะแตกต่างกันในโครงสร้างและขนาด แต่ก็มีตรรกะในการเลือกวัสดุที่สม่ำเสมอในระดับสูง ไม่ว่าจะเป็นแกนเหล็กรีเลย์ แกนรีเลย์เหล็กบริสุทธิ์ หรือแกนเหล็กสำหรับรีเลย์ควบคุมทางอุตสาหกรรม ทั้งหมดนี้เน้นไปที่คุณสมบัติแม่เหล็กอ่อน การสูญเสียต่ำ ความคงตัวต่ำ และความสม่ำเสมอในการประมวลผลที่ดี

 

ในด้านรีเลย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ปลอมแปลงเย็น- เช่นDT4C รีเลย์แกนเหล็กแกนรีเลย์การตีขึ้นรูปเย็นและแกนรีเลย์การตีขึ้นรูปเย็น ข้อกำหนดสำหรับความบริสุทธิ์ของวัสดุ ความเป็นพลาสติก และความเสถียรทางแม่เหล็กนั้นเข้มงวดยิ่งขึ้น เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือในการมีส่วนร่วมในระยะยาว-และการตอบสนองทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่สม่ำเสมอ

 

 

โดยสรุป การเลือกใช้วัสดุสำหรับการเคลือบแกนมอเตอร์เป็นโครงการทางวิศวกรรมที่ครอบคลุม ซึ่งต้องการความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพทางแม่เหล็กไฟฟ้า เทคโนโลยีการประมวลผล ข้อกำหนดด้านโครงสร้าง และการควบคุมต้นทุน แผ่นเหล็กซิลิคอนที่มีระบบวัสดุสมบูรณ์และคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่เสถียร ยังคงเป็นตัวเลือกหลักสำหรับแกนมอเตอร์ ในรีเลย์ แอคชูเอเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้า และสาขาอื่นๆ แกนเหล็กแม่เหล็กอ่อนสำหรับรีเลย์และวัสดุแม่เหล็กอ่อนที่มีความบริสุทธิ์สูง-มีบทบาทที่ไม่อาจแทนที่ได้เท่าเทียมกัน

 

ในการใช้งานจริงทางวิศวกรรม คุณสมบัติของวัสดุไม่มีอยู่แยกกัน การประเมินอย่างเป็นระบบโดยพิจารณาจากกระบวนการปั๊ม การอบอ่อน และสภาวะการทำงานขั้นสุดท้าย ถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้เกิดการจับคู่ที่เหมาะสมที่สุดระหว่างสมรรถนะหลักและความน่าเชื่อถือโดยรวมของเครื่องจักร